卧式钻镗组合机床的液压动力滑台液压系统课程设计2336KtDOC

1、卧式钻镗组合机床的液压动力液压系统课程设计绪论： 液压传动课程设计是本课程的一个综合实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以下目的： 1.巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力； 2.正确合理地确定执行机构，选用标准液压元件；能熟练地运用液压基本回路、组合成满足基本性能要求的液压系统； 3.熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、cad技术等方面的基本技能进行一次训练，以提高这些技能的水平。设计的目的和要求：设计一台卧式钻、镗组合机床液压

2、系统。该机床用于加工铸铁箱形零件的孔系，运动部件总重g=10000n，液压缸机械效率为09，加工时最大切削力为12000n，工作循环为：“快进工进死挡铁停留决退原位停止”。行程长度为0.4m，工进行程为0.1 m。快进和快退速度为0.1ms，工过速度范围为310-4510-3ms，采用平导轨，启动时间为0.2s。要求动力部件可以手动调整，快进转工进平稳、可靠。设计卧式钻镗组合机床的液压动力滑台的液压系统图：1、大泵，2、小泵，3、滤油器，4、外控顺序阀，5、单向阀， 6、溢流阀，7、电液换向阀，8、单向行程调速阀，9、压力继电器，10、主液压缸，11、二位三通电磁换向阀，12、背压阀，13、二

3、位二通换向阀，a、快进：1ya通电，电液换向阀左位工作， 大泵单向阀5电液换向阀7行程阀14主液压缸无杆腔小泵2单向阀5电液换向阀7行程阀14主液压缸无杆腔 液压缸有杆腔电磁阀11电液换向阀7单向行程调速阀8油箱（差动换接）b：工进：3ya通电，切断差动油路，快进行程到位，挡铁压下行程阀8，切断快进油路，3ya通电，切断差动油路，快进转工进，液压系统工作压力升高到溢流阀5调定压力，进油路高压油切断单向阀5供油路,打开外控顺序阀4，大泵卸荷，接通经背压阀12通油箱油路。大泵外控顺序阀4（卸荷阀）油箱（大泵卸荷）小泵2电液换向阀7单向行程调速阀8主液压缸无杆腔主液压缸有杆腔电磁阀11电液换向阀7背

4、压阀12油箱c、快退：1ya断电，2ya、3ya、4ya通电工进结束，液压缸碰上死挡铁，压力升高到压力继电器调定压力，压力继电器发出信息，1ya断电，2ya、3ya、4ya通电大泵单向阀5电液换向阀7电磁阀11主液压缸有杆腔小泵2单向阀5电液换向阀7电磁阀11主液压缸有杆腔主液压缸无杆腔单向行程调速阀8电液换向阀7电磁阀13油箱小泵2单向行程调速阀8电液换向阀7电磁阀13油箱 主液压缸无杆腔快退到位碰行程开关，行程开关发信，6ya通电，下步工件松夹。d、工件松夹：6ya通电压力油减压阀14单向阀15电磁阀定位缸19和定位缸18的有杆腔定位缸19无杆腔电磁阀油箱夹紧缸18无杆腔单向顺序阀的单向阀

5、电磁阀油箱工件松夹后发出信息，操作人员取出工件。一、工况分析，确定液压缸推力1、工况分析及液压缸的推力：1、1工况分析切削推力： f切=12000n静摩擦力： fj= fjg=2000n动摩擦力： fd= fdg=1000n启动惯性力： fg=510n1、2液压缸的推力（液压缸效率）启动推力： f启= fj/= 2222n加速推力： f加=（fd+fg）/=1678n快进推力： f快= fd/=1111n工进推力： f工=（f切+ fd）/=14444n反向启动过程作用力与f启、f加、f快大小相同，方向相反。工况运行图如下：二、确定液压缸工作压力、结构尺寸、初定液压缸流量2、1选取工作压力及背

6、压力f工=14444n ，选取,p1=4mpa，为防止加工结束动力头突然前冲, 设回油有背压阀或调速阀，取背压p2=0.8 mpa。取液压缸无杆腔有效面积等于有杆腔有效面积的2倍f=p1a1- p2a2= a1（p1- p2 a2/ a1）快进速度v快=0.1m/s，工进速度v工进=0.005m/s,相差很大,应进行差动换接,取k= a2/ a1=0.5,则：取液压缸筒标准值：d=80mm 取活塞杆标准值： d=56mm2、2认证液压缸筒壁厚中低压液压系统,由其切削加工性能确定液压缸筒壁厚，按薄壁圆筒计算壁厚： 额定工作压力： pn=7mpa16mpa 试验压力为： py=1.5pn=1.57

7、=10.5mpa许用应力取： （ 取安全系数n=5） 2、3液压缸各截面积50242562按最低工进速度验算液压缸尺寸，查产品样本，调速阀最小稳定流量q=0.05l/min因工进速度为0.00265m/s为最小速度，则有q/v=50000/15.9=3145因为=50243145，满足最低速度的要求。2、4初定液压缸流量快进：=30l/min =15l/min =15l/min工进：=0.8l/min2、5计算液压缸各工作阶段压力，流量和功率根据液压缸的负载图和速度图以及液压缸的有效面积，可以算出液压缸工作过程各阶段的压力，流量和功率，在计算工进时背压力ph=0.8mpa，快退时背压力按ph=

8、0.5 mpa。工作循环计算公式负载f进油压力pj回油压力ph所需流量q输入功率p差动快进pj=(f+p a2)/（a1-a2）q=v*（a1-a2）p= pj*q1111n1.0mpa1.5mpa14.8l/min0.25kw工进pj=(f+ph a2)/a1q=v* a1p= pj*q14444n3.6mpa1.5mpa0.8l/min1.7kw快退pj=(f+ph a1)/ a2q=v* a2p= pj*q1111n1.4mpa0.5mpa15.4l/min0.38kw三、设计卧式钻镗组合机床的液压动力滑台电磁铁动作表电磁铁动作表动作1ya2ya3ya4ya工件夹紧快进工进快退工件松夹四

9、、液压元件设计计算与选择4、1液压泵工作压力、流量、驱动功率计算工进阶段液压缸工作压力最大，取进油总压力损失=0.5mpa,压力继电器可靠动作需要压力差0.5mpa,则液压泵最高工作压力pp=+0.5mpa=4.8mpa因此泵的额定压力pr1.25*4800000pa=6mpa工进时所需要流量最小是0.8l/min,设溢流阀最小流量为2.5l/min,则小流量泵的流量（1.1*0.32+2.5）l/min=2.85l/min快进快退时液压缸所需的最大流量为15.4l/min,则泵总流量qp=1.1*15.4l/min=16.9l/min。即大流量泵的流量qp-=（16.9-2.85）l/min

10、=14l/min根据上面计算的压力和流量，查产品样本，选用yb-4/12型的双联叶片泵，该泵额定压力6.3mpa，额定转速960r/min4、2电动机的驱动功率系统为双泵共有系统，其中小泵的流量=（0.04/60）/s=0.000667/s大泵流量=（0.012/60）/s=0.0002/s差动快进，快退时的两个泵同时向系统供油；工进时，小泵向系统供油，大泵卸载。快进时，小泵的出口压力损失0.45mpa，大泵出口损失0.15mpa。小泵出口压力=1.26mpa(总功率=0.5)大泵出口压力=1.41mpa（总功率=0.5)电动机功率=/+/=0.73kw工进时调速阀所需要最小压力差0.5mpa

11、。压力继电器可靠需要动力差0.5mpa。因此工进时小泵的出口压力=+0.5+0.5=4.8pa.大泵的卸载压力取=0.2pa小泵的总功率=0.565大泵总功率=0.3电动机功率=/+/=0.7kw快退时小泵出口压力=1.65mpa(总功率=0.5)大泵出口压力=1.8mpa(总功率=0.5)电动机功率=/+/=0.9kw快退时所需的功率最大。根据查样本选用y90l-6异步电动机，电动机功率1.1kw。额定转速910r/min4、3油管尺寸根据选定的液压阀的链接油口尺寸确定油管。快进快退时油管内通油量最大，其实际流量为泵的额定流量的两倍32l/min，则液压缸进出油管直径d按产品样本，选用内径为

12、15，外景为19的10好冷拔钢管。4、4油箱容积油箱容积按公式计算，当去k为6时，求得其容积为v=6*40=240l，按gb2876-81规定，取最靠近的标准值v=250l五、液压系统稳定性论证5、1工进时的压力损失验算和小流量泵压力的调整工进时管路的流量仅为0.8l/min,因此流速很小，所以沿程压力损失和局部损失都非常小，可以忽略不计。这时进油路上仅考虑调速阀的损失0.5mpa，回油路上只有背压阀损失，小流量泵的调整压力pp=+0.5+0.5=4.8mpa5、2快退时的压力损失及大流量泵卸载压力的调整快退时进油管和回油管长度为1.8m，有油管直径d=0.015m，通过的流量为进油路=16l

13、/min，回油路=32l/min。液压系统选用n32号液压油，考虑最低工作温度为15，有手册查出此时油的运黏度v=1.5st，油的密度p=900kg/，液压系统元件采用集成块式的配置形式则进油路中的液流雷诺数为r=10000vd/r=1512300回油路中液流的雷诺数为r=3022300由上可知，进回油路的流动都是层流进油路上，流速则压力损失为=64lp/rd2=0.52mpa在回油路上，流速为进油路速的两倍即v=3.02m/s，则压力损失为=1.04mpa5、3局部压力损失元件名称额定流量实际流量额定压力损失实际压力损失单向阀251620.082电液换向阀251620.082电磁阀631640.026顺序阀631640.026取集成块进油路的压力损失0.03mpa，回油路压力损失为0.05mpa，则进油路和回油路总的压力损失为p1=0.082+0.082+0.026+0.082+0.03=0.275mpap2=0.082+0.082+0.026+0.082+0.026+0.05=0.348mpa快退负载时液压缸负载f=1111n，则快退时液压缸的工作压力p=（f+p2a1）/a2=1.16mpa快退时工作总压力为p+p1=1.435mpa大流量泵卸载阀的调整压力应大于1.435mpa综上，各种工况下世纪压力损失都小于初选的压力损失值，而且比较接近，说明液压系统满足要求5、4系